WO2012029824A1 - W/oナノエマルション及びその製造方法 - Google Patents

W/oナノエマルション及びその製造方法 Download PDF

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WO2012029824A1
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surfactant
parts
emulsion
water
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PCT/JP2011/069698
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藤田 豊久
朝菜 國分
ジョルジ ドドビバ
荒又 幹夫
清水 孝之
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国立大学法人東京大学
サム工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase

Definitions

  • the present invention relates to a W / O nanoemulsion, a method for producing the same, and a fuel having the W / O nanoemulsion.
  • Emulsion fuel is said to have the effect of suppressing the generation of nitrogen oxides and particulate matter and reducing the environmental burden caused by the gas discharged from the internal combustion engine.
  • low boiling water particles When ignited by an internal combustion engine, low boiling water particles are first vaporized and evaporated, and at that time, the surrounding oil is scattered and becomes particles of finer diameter. These oil particles have a larger area in contact with oxygen per volume, resulting in less local incomplete combustion, increasing combustion efficiency, reducing the amount of particulate matter (Particulate Matter, PM), and simultaneously containing water.
  • the temperature of the internal combustion engine decreases, so that the generation of nitrogen oxides due to the formation reaction of Zeldovic NO can also be suppressed.
  • An increase in combustion efficiency also leads to a decrease in CO and a reduction in CO2.
  • CHIESA M et al . Thermal conductivity and viscosity of water-in-oil nanoemulsions, Colloids Surf A, Vol.326 No.1-2 Page. 67-72 (2008).
  • MAGDASSI S. et al . A new method for preparation of poly-lauryl acrylate nanoparticles from nanoemulsions obtained by the phase inversion temperature process, Polym Adv Technol, Vol.18 No.9 Page. 705-711 (2007).
  • PORRAS M et al . Studies of formation of W / O nano-emulsions, Colloids Surf A, Vol.249 No.1 / 3 Page. 115-118 (2004).
  • an object of the present invention is to solve the above problems. Specifically, an object of the present invention is to provide a W / O type nanoemulsion that exists stably even after long-term storage, for example, storage for 6 months. In addition to the above object, or in addition to the above object, an object of the present invention is to provide a W / O nanoemulsion having a combustion efficiency better than kerosene or light oil, or a fuel having the W / O nanoemulsion. There is to do. Furthermore, the object of the present invention is to provide a W / O nanoemulsion capable of suppressing the amount of NOx and / or CO generated by combustion in addition to the above object or in addition to the above object, or the W / O nanoparticle. It is to provide a fuel having an emulsion.
  • ⁇ 1> a) Water: more than 0% by weight and 30% by weight or less, preferably 5 to 20% by weight; b) Oil: less than 100% by weight, 70% by weight or more, preferably 95-80% by weight; c) at least one nonionic surfactant having an HLB value of 1 to 10, preferably 3 to 8 when standardized with 100 parts by weight of oil: 1 to 30 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight; and d) When standardized with 100 parts by weight of water, at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant and an amphoteric surfactant: 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.8. 5-20 parts by weight; W / O type emulsion having A W / O emulsion in which the 50% average particle diameter of water particles of the W / O emulsion is 100 nm or less.
  • the 50% average particle size of the water particles of the W / O emulsion is 5 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, more preferably 5 to 30 nm, and most preferably 5 to 20 nm. Is good.
  • b) oil is a group consisting of kerosene, gasoline, light oil, heavy oil (including A heavy oil, B heavy oil and C heavy oil), alcohol, biofuel and ethyl tert-butyl ether. And at least one selected from the group consisting of kerosene, light oil, A heavy oil and B heavy oil, more preferably kerosene or light oil.
  • the nonionic surfactant is polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, fatty acid diethanolamide, alkyl monoglyceryl ether, alkyl glycoside, polyethylene At least one selected from the group consisting of glycol and polyvinyl alcohol, preferably at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, and alkylpolyglucoside, more preferably polyoxyethylene glycol. Is good.
  • d) preferably has an anionic surfactant.
  • d) preferably comprises only an anionic surfactant.
  • the anionic surfactant is a fatty acid salt, a monoalkyl sulfate, an alkyl polyoxyethylene sulfate, an alkyl benzene sulfonate, a monoalkyl phosphate, and At least one selected from the group consisting of sulfosuccinic acid type surfactants (ethyl hexyl sulfosuccinate, etc.), preferably consisting of fatty acid salts, monoalkyl sulfates, alkyl polyoxyethylene sulfates, and alkylbenzene sulfonates. It may be at least one selected from the group, more preferably a monoalkyl sulfate.
  • d) preferably has a cationic surfactant.
  • d) preferably comprises only a cationic surfactant.
  • the cationic surfactant is an alkyltrimethylammonium salt, a dialkyldimethylammonium salt, and an alkylbenzyldimethylammonium salt And at least one selected from the group consisting of alkyltrimethylammonium salts.
  • d) preferably has an amphoteric surfactant.
  • d) preferably comprises only an amphoteric surfactant.
  • the amphoteric surfactant is composed of alkyldimethylamine oxide and alkylcarboxybetaine. It is good that it is at least one selected from the group.
  • ⁇ 14> A fuel having the W / O emulsion according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 15> A fuel comprising only the W / O emulsion according to any one of the above items ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 16> A fuel consisting essentially only of the W / O emulsion according to any one of the above items ⁇ 1> to ⁇ 13>.
  • ⁇ 16> a) Water: more than 0% by weight and 30% by weight or less, preferably 5 to 20% by weight; b) Oil: less than 100% by weight, 70% by weight or more, preferably 95-80% by weight; c) at least one nonionic surfactant having an HLB value of 1 to 10, preferably 3 to 8 when standardized with 100 parts by weight of oil: 1 to 30 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight; and d) When standardized with 100 parts by weight of water, at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant and an amphoteric surfactant: 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.8.
  • W / O type emulsion having W / O type in which the 50% average particle size of water particles of the W / O type emulsion is 100 nm or less, preferably 5 to 100 nm, preferably 5 to 50 nm, more preferably 5 to 30 nm, and most preferably 5 to 20 nm.
  • An emulsion manufacturing method comprising: i) a) preparing water; ii) b) preparing oil; iii) c) providing a nonionic surfactant; iv) preparing a surfactant of d); and v) mixing a) to d); The said method of obtaining the said W / O type
  • step 3 In the v) mixing step of ⁇ 16> above, v-1) mixing ii) step oil; and iii) step nonionic surfactant; Separately, v-2) i) step water; and iv) step surfactant is mixed, v-3) It is preferable to have a step of mixing the mixture obtained in step v-1) with the mixture obtained in step v-2).
  • oil is a group consisting of kerosene, gasoline, light oil, heavy oil (including A heavy oil, B heavy oil and C heavy oil), alcohol, biofuel and ethyl tert-butyl ether. And at least one selected from the group consisting of kerosene, light oil, A heavy oil and B heavy oil, more preferably kerosene or light oil.
  • the nonionic surfactant is polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, fatty acid diethanolamide, alkyl monoglyceryl ether, alkyl glycoside, polyethylene At least one selected from the group consisting of glycol and polyvinyl alcohol, preferably at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, and alkylpolyglucoside, more preferably polyoxyethylene glycol. Is good.
  • d) preferably has an anionic surfactant.
  • d) preferably comprises only an anionic surfactant.
  • the anionic surfactant is a fatty acid salt, a monoalkyl sulfate, an alkyl polyoxyethylene sulfate, an alkyl benzene sulfonate, a monoalkyl phosphate, and At least one selected from the group consisting of sulfosuccinic acid type surfactants (ethyl hexyl sulfosuccinate, etc.), preferably consisting of fatty acid salts, monoalkyl sulfates, alkyl polyoxyethylene sulfates, and alkylbenzene sulfonates. It may be at least one selected from the group, more preferably a monoalkyl sulfate.
  • d) preferably has a cationic surfactant.
  • d) preferably comprises only a cationic surfactant.
  • the cationic surfactant is an alkyltrimethylammonium salt, a dialkyldimethylammonium salt, and an alkylbenzyldimethylammonium salt And at least one selected from the group consisting of alkyltrimethylammonium salts.
  • d preferably has an amphoteric surfactant.
  • ⁇ 27> In any one of the above items ⁇ 16> to ⁇ 19>, d) preferably comprises only an amphoteric surfactant.
  • the amphoteric surfactant is composed of alkyldimethylamine oxide and alkylcarboxybetaine. It is good that it is at least one selected from the group.
  • the present invention it is possible to provide a W / O nanoemulsion that exists stably even after long-term storage, for example, 6 months storage.
  • the present invention provides a W / O nanoemulsion having a combustion efficiency better than kerosene or light oil, or a fuel having the W / O nanoemulsion. Can do.
  • a W / O type nanoemulsion capable of suppressing the amount of NOx and / or CO generated by combustion, or the W / O type nanoemulsion, The fuel which has can be provided.
  • FIG. It is a figure which shows typically the W / O type
  • FIG. It is a figure which shows the result of the ignition combustion test of the comparative example 1 (only kerosene). It is a figure which shows the result of the ignition combustion test of the comparative example 2 (combination of nonionic surfactant). It is a figure which shows the anionic surfactant amount dependence of the average particle diameter of the W / O type
  • the present application provides a “W / O type emulsion”, a fuel having the “W / O type emulsion”, a method for producing the “W / O type emulsion”, and the like. Hereinafter, it demonstrates in order.
  • the present application provides a W / O emulsion in which the 50% average particle size of water particles of the W / O emulsion is 100 nm or less.
  • “50% average particle diameter” refers to the median diameter at which the cumulative distribution is 0.5.
  • “50% average particle diameter of water particles of W / O type emulsion” means the following. That is, the W / O type emulsion of the present application has a structure as shown in FIG. As an example, FIG.
  • FIG. 1 shows that the W / O type emulsion of the present application is mixed with water and a nonionic surfactant to form a microemulsion, and then an anionic surfactant is further mixed to form a nanoemulsion.
  • the nanoemulsion in FIG. 1 has water particles at the center, and hydrocarbon chains are arranged on the outer periphery thereof. Therefore, the “water particles of the W / O type emulsion” are water particles arranged at the center of the nanoemulsion in FIG. Therefore, “50% average particle diameter of water particles of W / O type emulsion” is explained as an example in FIG. 1. A median having a cumulative distribution of 0.5 with respect to water particles arranged at the center of the nanoemulsion. The diameter.
  • the W / O emulsion of the present invention comprises: a) water; b) oil; c) a nonionic surfactant having an HLB value of 1 to 10, preferably 3 to 8; and d) an anionic surfactant, a cation. Or at least one selected from the group consisting of surfactants and amphoteric surfactants, or substantially consists only of a) to d), or consists only of a) to d).
  • a nonionic surfactant having an HLB value of 1 to 10, preferably 3 to 8 means that when only one kind of nonionic surfactant is used, the HLB value of the nonionic surfactant used only in the one kind falls within the above range. It means that there is.
  • the HLB value is defined as in the following formula (1).
  • the whole HLB t value of 2 or more types of nonionic surfactants to be used is calculated
  • W i represents the weight of the i-th nonionic surfactant
  • HLB i represents the HLB value of the i-th nonionic surfactant.
  • this HLB t value is used as the HLB value.
  • nonionic surfactant A when 2 types (nonionic surfactant A; and nonionic surfactant B) are used as a nonionic surfactant, the whole HLB t value becomes like Formula (3) from Formula (2). .
  • a) to d) should have the following blending ratios.
  • the oil is at least one selected from the group consisting of kerosene, gasoline, light oil, heavy oil (including heavy oil A, heavy oil B and heavy oil C), alcohol, biofuel and ethyl tert-butyl ether, preferably kerosene, light oil, At least one selected from the group consisting of A heavy oil and B heavy oil, more preferably kerosene or light oil.
  • Nonionic surfactant is at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, fatty acid diethanolamide, alkyl monoglyceryl ether, alkyl glycoside, polyethylene glycol, and polyvinyl alcohol, preferably Is at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene glycol, fatty acid sorbitan ester, and alkyl polyglucoside, more preferably polyoxyethylene glycol.
  • the D) has an anionic surfactant as one aspect
  • the anionic surfactant is a fatty acid salt (for example, sodium linoleate, sodium oleate), a monoalkyl sulfate (for example, sodium dodecyl sulfonate), an alkyl polyoxyethylene sulfate (for example, polyoxyethylene lauryl).
  • alkylbenzene sulfonates eg, sodium dodecylbenzene sulfonate
  • monoalkyl phosphates eg, sodium polyoxyethylene alkyl ether phosphate
  • sulfosuccinic acid type surfactants ethyl hexyl sulfosuccinate
  • acid salts etc., preferably fatty acid salts (for example, sodium linoleate, preferably sodium oleate), monoalkyl sulfates, alkylpolyoxyethylene sulfates, and a At least one selected from the group consisting of kill benzenesulfonate, and more preferably, a monoalkyl sulfate.
  • the salt include sodium salt, ammonium salt, potassium salt and the like, preferably sodium salt or ammonium salt, more preferably sodium salt.
  • d) may have a cationic surfactant or consist only of a cationic surfactant.
  • the cationic surfactant is an alkyltrimethylammonium salt (for example, C 12 H 25 -N + (CH 3 ) 3 ⁇ Cl ⁇ or the like), a dialkyldimethylammonium salt (for example, C 12 H 25 -N + ( C 8 H 17) (CH 3 ) 2 ⁇ Cl - , etc.), and alkyl benzyl dimethyl ammonium salts (e.g., at least one selected from the group consisting of decyl isononyl dimethyl ammonium salts), preferably an alkyl trimethyl ammonium salt (e.g. , C 12 H 25 —N + (CH 3 ) 3 ⁇ Cl ⁇ ).
  • d) preferably has an amphoteric surfactant or consists only of an amphoteric surfactant.
  • the amphoteric surfactants are alkyl dimethylamine oxide (such as C 12 H 25 — (CH 3 ) 2 NO) and alkyl carboxybetaine (such as C 12 H 25 — (CH 3 ) 2 N + CH 2 COO - may be at least one selected from the group consisting of a).
  • the present application provides i) a fuel having the W / O emulsion; ii) a fuel consisting only of the W / O emulsion; or iii) a fuel consisting essentially of the W / O emulsion.
  • alcohol for example, methanol, ethanol, etc.
  • the component which may be contained other than a W / O type emulsion is not limited to these.
  • the W / O type emulsion of the present application can be produced, for example, by the following method. That is, i) a) preparing water; ii) b) preparing oil; iii) c) providing a nonionic surfactant; iv) preparing a surfactant of d); and v) mixing a) to d);
  • a) water; b) oil; c) nonionic surfactant; and d) surfactant have the same definition as described above.
  • a mechanical emulsification method, a phase transition method, a phase inversion emulsification method, a D phase emulsification method, a gel emulsification method, and the like can be used, but are not limited thereto.
  • a homogenizer of a mechanical emulsification method it is preferable to use a homogenizer of a mechanical emulsification method, a counter collision machine, a screw type, an ultrasonic type, or the like.
  • the mixing step includes a method of sequentially mixing a) to d) prepared in i) to iv) described above, or a method of mixing them together, and in either case, the emulsion of the present application can be obtained. Can do.
  • it is a technique of mixing sequentially, v-1) mixing ii) step oil; and iii) step nonionic surfactant; Separately, v-2) i) step water; and iv) step surfactant is mixed, v-3)
  • the v-1) step, v-2) step, and v-3) step can all use conventional mixing techniques.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl) was added to a liquid of 850 g of kerosene (85 wt% of kerosene when the total of 150 g of water and 850 g of kerosene described below is 100 wt%).
  • nonionic surfactant DSK NL-50 (Daiichi Kogyo Seiyaku) 34 g 4 parts by weight when kerosene is standardized as 100 parts by weight was added and stirred to mix to make liquid A.
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 by the said Formula (2).
  • liquid A Separately from the liquid A, 150 g of water (when the total of 150 g of water and 850 g of kerosene is 100% by weight, 15% by weight of water) and 15 g of anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai) When standardized as 100 parts by weight, 10 parts by weight) was added, stirred and mixed to obtain Liquid B. When this A liquid and B liquid were stirred for 5 minutes with the homogenizer (PH91 by SMT Company), the colorless and transparent liquid, ie, W / O nanoemulsion, was obtained.
  • anionic surfactant sodium dodecyl sulfate
  • Liquid A and liquid B were mixed at the same mixing ratio as in Example 1 except that an opposing collision machine (manufactured by Environmental Innovation Industry Co., Ltd.) was used instead of the homogenizer (PH91 manufactured by SMT Company) used in Example 1.
  • the obtained W / O nanoemulsion was measured by an ignition flammability test (fuel ignition flammability test apparatus FIA-100 manufactured by Fuel Tech Japan Co., Ltd.).
  • the results are shown in Table 1 and FIG. In the upper graph of FIG. 2, it shows that the fuel ignition combustion test was done 10 times.
  • the horizontal axis represents time (ms)
  • the vertical axis represents pressure (bar), the pressure after start and combustion, and an average value thereof.
  • FIG. 2 In the lower graph of FIG. 2, the horizontal axis indicates time (ms), the vertical axis indicates pressure / time (bar / ms), and the upper graph of FIG. 2 is time-differentiated so that combustion efficiency can be compared.
  • a blender HBB type manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.
  • Tables 1 to 3 and FIGS. 2 to 4 show that the W / O nanoemulsion of Example 2 ignites faster than kerosene alone (kerosene only: 10.95 ms; W / O of Example 2). Type nanoemulsion: 7.75 ms).
  • MCP main combustion period
  • W / O type nanoemulsion 5.23 ms.
  • the W / O type nanoemulsion of Example 2 is higher than kerosene (kerosene only: 41; W / O type nanoemulsion of Example 2: 48.5). From these, it can be seen that the W / O nanoemulsion of Example 2 has good combustion characteristics.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (same as above) 144 g (standardized with 100 parts by weight of kerosene) in a solution of 900 g of kerosene (90% by weight of kerosene when the total of 100 g of water and 900 g of kerosene described below is 100% by weight) 16 parts by weight) and 36 g of nonionic surfactant DSK NL-50 (same as above) (4 parts by weight when kerosene is standardized as 100 parts by weight) were added and stirred to obtain a solution A.
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 by the said Formula (2).
  • liquid A Separately from the liquid A, 10 g of an anionic surfactant and sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai Co., Ltd.) are added to 100 g of water (when the total of 100 g of water and 900 g of kerosene is 100% by weight, 10% by weight of water). When standardized as 100 parts by weight, 10 parts by weight) was added, stirred and mixed to obtain Liquid B. Liquid A and liquid B were mixed in the same manner as in Example 1 to obtain a colorless and transparent liquid, that is, a W / O nanoemulsion.
  • an anionic surfactant and sodium dodecyl sulfate manufactured by Nacalai Co., Ltd.
  • Example 2 when the particle size distribution of the W / O nanoemulsion was measured by the laser light scattering method, the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for 1 year, it was a transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 128 g (100 parts by weight of kerosene) standardized in 800 g of kerosene (80% by weight of kerosene when the total of 200 g of water and 800 g of kerosene described below is 100% by weight) 16 parts by weight) and 32 g of nonionic surfactant DSK NL-50 (same as above) (4 parts by weight when kerosene was standardized as 100 parts by weight) were added and stirred to prepare a solution A.
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 by the said Formula (2).
  • liquid A Separately from the liquid A, 20 g of anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai Co., Ltd.), 20 g of water (200 wt.% When the total of 200 g of water and 800 g of kerosene is 100 wt.%) When standardized as 100 parts by weight, 10 parts by weight) was added, stirred and mixed to obtain Liquid B. Liquid A and liquid B were mixed in the same manner as in Example 1 to obtain a colorless and transparent liquid, that is, a W / O nanoemulsion.
  • Example 2 when the particle size distribution of the W / O nanoemulsion was measured by the laser light scattering method, the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for 1 year, it was a transparent state.
  • Example 1 The anionic surface activity used in Example 1, in place of sodium dodecyl sulfate, dioctyl sulfosuccinate (Aerosol 0T manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used, and the same mixing ratio as in Example 1 was carried out.
  • a colorless and transparent liquid, W / O nanoemulsion was prepared using the method of mixing liquid A and liquid B as in Example 1.
  • the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred.
  • Example 7 A liquid A was prepared in the same manner as in Example 1.
  • the amount of sodium dodecyl sulfate in the liquid B of Example 1 was changed to 0.75 g (0.5 parts by weight when water was standardized as 100 parts by weight) instead of 15 g (Example 7), 4.2 g ( Except for 2.8 parts by weight when standardized as 100 parts by weight of water (Example 8) and 7.5 g (5 parts by weight when standardized as 100 parts by weight of water) (Example 9)
  • Liquid B was prepared in the same manner as in Example 1, and liquid A and liquid B were mixed in the same manner as in Example 1 to obtain a colorless and transparent liquid, W / O nanoemulsion.
  • Example 1 When the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by a laser light scattering method in the same manner as in Example 1, the result of FIG. 5 was obtained (the amount of ionic surfactant: 10 wt% was carried out). Results of Example 1). From FIG. 5, in the formulations of Example 1 and Examples 7 to 9, the average particle size of the emulsion increases when the amount of the anionic surfactant is small, and the average of the emulsion increases when the amount of the anionic surfactant is large. A trend towards smaller particle size was observed.
  • Example 10 (Example 10) In Example 1, instead of the nonionic surfactant DSK NL-50, a nonionic surfactant DSK NL-40 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl ether, HLB: 9.5) was used. In the same manner as in Example 1, a colorless and transparent liquid, that is, a W / O nanoemulsion was obtained. In addition, the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 5.9 by the said Formula (2). When the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by the same method as in Example 1, the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred.
  • Example 11 In Example 10, a colorless and transparent liquid was obtained in the same manner as in Example 1 except that an anionic surfactant and sodium oleate (manufactured by Nacalai) were used instead of the anionic surfactant and sodium dodecyl sulfate. That is, a W / O nanoemulsion was obtained.
  • the HLB value of the whole nonionic surfactant in A liquid was 5.9 similarly to Example 10.
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by the same method as in Example 1, the 50% average particle size of the water particles was about 50 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred.
  • Example 12 In Example 3, except that the amount of sodium dodecyl sulfate was changed from 10 g to 20 g (20 parts by weight when water was standardized to 100 parts by weight), a colorless transparent liquid, ie, A W / O nanoemulsion was obtained.
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by the same method as in Example 1, the 50% average particle size of the water particles was about 8 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred.
  • Example 13 In Example 4, except that the amount of sodium dodecyl sulfate was changed from 20 g to 40 g (20 parts by weight when water was standardized to 100 parts by weight), a colorless and transparent liquid, ie, A W / O nanoemulsion was obtained.
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by the same method as in Example 1, the 50% average particle size of the water particles was about 20 nm. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl is added to a liquid of 850 g of gasoline (when the total of 150 g of water and 850 g of gasoline described below is 100% by weight, gasoline 85% by weight).
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 from the said Formula (2).
  • 150 g of water (15 wt% of water when the total of 150 g of water and 850 g of gasoline is 100 wt%)
  • 15 g of anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai)
  • Liquid B Liquid B
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion could not be measured by the same method as in Example 1 because the permeability was large. However, since the obtained W / O emulsion is colorless and transparent and phase separation does not occur, the 50% average particle diameter of water particles is estimated to be 100 nm or less. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl is added to a liquid of 850 g of gasoline (when the total of 150 g of water and 850 g of gasoline described below is 100% by weight, gasoline 85% by weight).
  • liquid A Separately from the liquid A, 150 g of water (when the total of 150 g of water and 850 g of gasoline is 100% by weight, 15% by weight of water), anionic surfactant, 10 g of sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai), 15 g and 30 g (7 parts by weight, 10 parts by weight, and 20 parts by weight, respectively, when water was standardized at 100 parts by weight) was added and stirred to obtain a liquid B. When this A liquid and B liquid were stirred for 5 minutes with the homogenizer (PH91 by SMT Company), each colorless and transparent liquid, ie, W / O nanoemulsion, was obtained.
  • anionic surfactant 10 g of sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai)
  • 15 g and 30 g 7 parts by weight, 10 parts by weight, and 20 parts by weight, respectively, when water was standardized at 100 parts by weight
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion could not be measured by the same method as in Example 1 because the permeability was large. However, since the obtained W / O emulsion is colorless and transparent and phase separation does not occur, the 50% average particle diameter of water particles is estimated to be 100 nm or less. With respect to the stability, when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl) was added to a liquid of 850 g of light oil (85% by weight of light oil when the total of 150 g of water and 850 g of light oil described later is 100% by weight).
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 from the said Formula (2).
  • 150 g of water (15% by weight when the total of 150 g of water and 850 g of light oil is 100% by weight
  • 15 g of anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai)
  • Liquid B Liquid B
  • the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm.
  • the stability when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl) was added to a liquid of 850 g of light oil (85% by weight of light oil when the total of 150 g of water and 850 g of light oil described later is 100% by weight).
  • liquid A Separately from the liquid A, 150 g of water (when the total of water 150 g and light oil 850 g is 100 wt%, water 15 wt%), anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai) 2.5 g and 7.5 g (1.7 parts by weight and 5 parts by weight, respectively when water is standardized to 100 parts by weight) was added, stirred and mixed to obtain a liquid B. When this A liquid and B liquid were stirred for 5 minutes with the homogenizer (PH91 by SMT Company), the colorless and transparent liquid, ie, W / O nanoemulsion, was obtained.
  • anionic surfactant sodium dodecyl sulfate
  • sodium dodecyl sulfate manufactured by Nacalai
  • the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm, respectively.
  • the stability when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Example 18 A colorless and transparent liquid, that is, a W / O nanoemulsion, was obtained in the same manner as in Example 17, except that “Heavy oil A” was used instead of “light oil” in Example 17.
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion was measured by the same method as in Example 1, the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm, respectively.
  • the stability when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyacrylic acid) was added to a liquid of 850 g of C heavy oil (85% by weight of C heavy oil when the total of 150 g of water described below and 850 g of C heavy oil was 100% by weight).
  • the obtained W / O emulsion was colorless and transparent, and it was observed by the same method as in Example 1 regarding the stability. As a result, no phase separation occurred, so the 50% average particle size of the water particles was 100 nm. It is estimated that Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxygen) was added to a liquid of 850 g of C heavy oil (85% by weight of gasoline when the total of 150 g of water and 850 g of C heavy oil described later was 100% by weight).
  • anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (manufactured by Nacalai Co., Ltd.) 2.5 g is added to 150 g of water (when the total of 150 g of water and 850 g of C heavy oil is 100 wt%) 10 g and 15 g (1.7 parts by weight, 6.7 parts by weight and 10 parts by weight, respectively, when water is standardized at 100 parts by weight) were added, stirred and mixed to obtain Liquid B.
  • this A liquid and B liquid were stirred for 5 minutes with the homogenizer (PH91 by SMT Company), the colorless and transparent liquid, ie, W / O nanoemulsion, was obtained.
  • the particle size distribution of the obtained W / O nanoemulsion could not be measured by the same method as in Example 1 because the permeability was small.
  • the obtained W / O emulsion was colorless and transparent, and it was observed by the same method as in Example 1 regarding the stability. As a result, no phase separation occurred, so the 50% average particle size of the water particles was 100 nm. It is estimated that Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.
  • Nonionic surfactant DSK NL-15 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., polyoxyethylene lauryl) was added to a liquid of 850 g of kerosene (85 wt% of kerosene when the total of 150 g of water and 850 g of kerosene described below is 100 wt%).
  • nonionic surfactant DSK NL-50 (Daiichi Kogyo Seiyaku) 34 g 4 parts by weight when kerosene is standardized as 100 parts by weight was added and stirred to mix to make liquid A.
  • the whole HLB value of the nonionic surfactant in A liquid was 6.12 by the said Formula (2).
  • solution B Separately from the liquid A, 150 g of water (15% by weight of water when the total of 150 g of water and 850 g of kerosene is 100% by weight), 15 g of anionic surfactant, sodium oleate (manufactured by Nacalai) When standardized as 100 parts by weight, 10 parts by weight) was added and stirred and mixed. Next, when an aqueous solution of sodium oleate was placed in a DC electric field through a cation exchange membrane, an alkaline aqueous solution containing oleate ions on the anode side was obtained, which was designated as solution B.
  • the obtained liquid B was free of sulfur S and had an aqueous solution with less Na ions as compared with an aqueous sodium dodecyl sulfate solution.
  • the homogenizer PH91 by SMT Company
  • the colorless and transparent liquid ie, W / O nanoemulsion
  • the 50% average particle size of the water particles was about 10 nm.
  • the stability when observed by the same method as in Example 1, no separation occurred. Moreover, even if it left still at normal temperature for one month, it was in the transparent state.

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Abstract

本発明は、長期保存、例えば6ヶ月保存しても安定に存在するW/O型ナノエマルションを提供する。本発明は、a)水:0重量%を越えて30重量%以下;b)油:100重量%未満70重量%以上;c)油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部;及びd)水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部;を有するW/O型エマルションであって、該W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下であるW/O型エマルションを提供する。

Description

W/Oナノエマルション及びその製造方法
 本発明は、W/Oナノエマルション及びその製造方法、並びに該W/Oナノエマルションを有する燃料に関する。
 エマルション燃料は窒素酸化物や粒子状物質の発生を抑え、内燃機関が排出するガスがもたらす環境負荷を低減させる効果があるといわれている。内燃機関で着火させると、まず低沸点の水粒子が気化蒸発し、その際、まわりを取り囲む油が飛散し、より細かい径の粒子になると考えられる。この油粒子は体積あたりの酸素と接する面積が大きくなり、局部的な不完全燃焼が少なくなるため燃焼効率が高まり粒子状物質(Particulate Matter, PM)の発生量が減少し、同時に、含有する水の影響で内燃機関の温度が低下することから、ゼルドビッチNOの生成反応による窒素酸化物の発生も抑えられる。燃焼効率の増加はCOの減少およびCO2の削減にもつながる。
CHIESA M et al.: Thermal conductivity and viscosity of water-in-oil nanoemulsions, Colloids Surf A, Vol.326 No.1-2 Page. 67-72 (2008)。 MAGDASSI S. et al.: A new method for preparation of poly-lauryl acrylate nanoparticles from nanoemulsions obtained by the phase inversion temperature process、Polym Adv Technol, Vol.18 No.9 Page. 705-711 (2007)。 PORRAS M et al.: Studies of formation of W/O nano-emulsions, Colloids Surf A, Vol.249 No.1/3 Page. 115-118 (2004)。
 しかしながら、従来のエマルション燃料は、時間の経過とともに油水分離を起こすので製造してすぐ使用しなければならない場合が多く、長時間分離しない高品質のエマルション燃料でも、せいぜい、3ヶ月程度、品質を保持する程度であった。
 また、従来の手法では、マイクロエマルションの製造・使用が主体であり、ナノエマルションを製造できないか又は製造できたとしてもそれが長期間、安定に存在しなかった、という問題があった。
 そこで、本発明の目的は、上記問題を解決することにある。
 具体的には、本発明の目的は、長期保存、例えば6ヶ月保存しても安定に存在するW/O型ナノエマルションを提供することにある。
 また、本発明の目的は、上記目的以外に、又は上記目的に加えて、灯油又は軽油などよりも燃焼効率のよいW/O型ナノエマルション、又は該W/O型ナノエマルションを有する燃料を提供することにある。
 さらに、本発明の目的は、上記目的以外に、又は上記目的に加えて、燃焼により発生するNOx及び/又はCOの量を抑えることができるW/O型ナノエマルション、又は該W/O型ナノエマルションを有する燃料を提供することにある。
 本発明者らは、次の発明を見出した。
 <1> a)水:0重量%を越えて30重量%以下、好ましくは5~20重量%;
 b)油:100重量%未満70重量%以上、好ましくは95~80重量%;
 c)油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10、好ましくは3~8であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部、好ましくは10~20重量部;及び
 d)水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部、好ましくは0.5~20重量部;
を有するW/O型エマルションであって、
該W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下であるW/O型エマルション。
 <2> 上記<1>において、W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が5~100nm、好ましくは5~50nm、より好ましくは5~30nm、最も好ましくは5~20nmであるのがよい。
 <3> 上記<1>又は<2>において、b)油は、ケロシン、ガソリン、軽油、重油(A重油、B重油及びC重油を含む)、アルコール、バイオ燃料及びエチルtert-ブチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはケロシン、軽油、A重油及びB重油からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはケロシン又は軽油であるのがよい。
 <4> 上記<1>~<3>のいずれかにおいて、c)ノニオン界面活性剤が、ポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル、アルキルグリコシド、ポリエチレングリコール、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、及びアルキルポリグルコシドからなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはポリオキシエチレングリコールであるのがよい。
 <5> 上記<1>~<4>のいずれかにおいて、d)が、陰イオン界面活性剤を有するのがよい。
 <6> 上記<1>~<4>のいずれかにおいて、d)が、陰イオン界面活性剤のみからなるのがよい。
 <7> 上記<1>~<6>のいずれかにおいて、陰イオン界面活性剤が、脂肪酸塩、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩、及びスルホコハク酸型界面活性剤(エチル・ヘキシル・スルホコハク酸塩など)からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくは脂肪酸塩、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、及びアルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはモノアルキル硫酸塩であるのがよい。
 <8> 上記<1>~<5>及び<7>のいずれかにおいて、d)が、陽イオン界面活性剤を有するのがよい。
 <9> 上記<1>~<4>のいずれかにおいて、d)が、陽イオン界面活性剤のみからなるのがよい。
 <10> 上記<1>~<5>及び<7>~<9>のいずれかにおいて、陽イオン界面活性剤が、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、及びアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはアルキルトリメチルアンモニウム塩であるのがよい。
 <11> 上記<1>~<5>、<7>、<8>及び<10>のいずれかにおいて、d)が、両性界面活性剤を有するのがよい。
 <12> 上記<1>~<4>のいずれかにおいて、d)が、両性界面活性剤のみからなるのがよい。
 <13> 上記<1>~<5>、<7>、<8>、及び<10>~<12>のいずれかにおいて、両性界面活性剤が、アルキルジメチルアミンオキシド、及びアルキルカルボキシベタインからなる群から選ばれる少なくとも1種であるのがよい。
 <14> 上記<1>~<13>のいずれかのW/O型エマルションを有する燃料。
 <15> 上記<1>~<13>のいずれかのW/O型エマルションのみからなる燃料。
 <16> 上記<1>~<13>のいずれかのW/O型エマルションのみから本質的になる燃料。
 <16> a)水:0重量%を越えて30重量%以下、好ましくは5~20重量%;
 b)油:100重量%未満70重量%以上、好ましくは95~80重量%;
 c)油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10、好ましくは3~8であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部、好ましくは10~20重量部;及び
 d)水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部、好ましくは0.5~20重量部;
を有するW/O型エマルションであって、
該W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下、好ましくは5~100nm、好ましくは5~50nm、より好ましくは5~30nm、最も好ましくは5~20nmであるW/O型エマルションの製造方法であって、
 i) a)水を準備する工程;
 ii) b)油を準備する工程;
 iii) c)ノニオン界面活性剤を準備する工程;
 iv) d)の界面活性剤を準備する工程;及び
 v) a)~d)を混合する工程;
を有することにより、上記W/O型エマルションを得る、上記方法。
 <17> 上記<16>のv)混合工程において、
v-1) ii)工程の油;及びiii)工程のノニオン界面活性剤を混合し、
これとは別に、v-2) i)工程の水;及びiv)工程の界面活性剤を混合し、
v-3) v-1)工程で得られた混合物と、v-2)工程で得られた混合物とを混合する工程を有するのがよい。
 <18> 上記<16>又は<17>において、b)油は、ケロシン、ガソリン、軽油、重油(A重油、B重油及びC重油を含む)、アルコール、バイオ燃料及びエチルtert-ブチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはケロシン、軽油、A重油及びB重油からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはケロシン又は軽油であるのがよい。
 <19> 上記<16>~<18>のいずれかにおいて、c)ノニオン界面活性剤が、ポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル、アルキルグリコシド、ポリエチレングリコール、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、及びアルキルポリグルコシドからなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはポリオキシエチレングリコールであるのがよい。
 <20> 上記<16>~<19>のいずれかにおいて、d)が、陰イオン界面活性剤を有するのがよい。
 <21> 上記<16>~<19>のいずれかにおいて、d)が、陰イオン界面活性剤のみからなるのがよい。
 <22> 上記<16>~<21>のいずれかにおいて、陰イオン界面活性剤が、脂肪酸塩、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩、及びスルホコハク酸型界面活性剤(エチル・ヘキシル・スルホコハク酸塩など)からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくは脂肪酸塩、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、及びアルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはモノアルキル硫酸塩であるのがよい。
 <23> 上記<16>~<20>及び<22>のいずれかにおいて、d)が、陽イオン界面活性剤を有するのがよい。
 <24> 上記<16>~<19>のいずれかにおいて、d)が、陽イオン界面活性剤のみからなるのがよい。
 <25> 上記<16>~<20>及び<22>~<24>のいずれかにおいて、陽イオン界面活性剤が、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、及びアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはアルキルトリメチルアンモニウム塩であるのがよい。
 <26> 上記<16>~<20>、<22>、<23>及び<25>のいずれかにおいて、d)が、両性界面活性剤を有するのがよい。
 <27> 上記<16>~<19>のいずれかにおいて、d)が、両性界面活性剤のみからなるのがよい。
 <28> 上記<16>~<20>、<22>、<23>、及び<25>~<27>のいずれかにおいて、両性界面活性剤が、アルキルジメチルアミンオキシド、及びアルキルカルボキシベタインからなる群から選ばれる少なくとも1種であるのがよい。
 本発明により、長期保存、例えば6ヶ月保存しても安定に存在するW/O型ナノエマルションを提供することができる。
 また、本発明により、上記効果以外に、又は上記効果に加えて、灯油又は軽油などよりも燃焼効率のよいW/O型ナノエマルション、又は該W/O型ナノエマルションを有する燃料を提供することができる。
 さらに、本発明により、上記効果以外に、又は上記効果に加えて、燃焼により発生するNOx及び/又はCOの量を抑えることができるW/O型ナノエマルション、又は該W/O型ナノエマルションを有する燃料を提供することができる。
本願のW/O型エマルションを模式的に示す図である。 実施例2のW/O型エマルションの着火燃焼性試験の結果を示す図である。 比較例1(ケロシンのみ)の着火燃焼性試験の結果を示す図である。 比較例2(ノニオン界面活性剤の組合せ)の着火燃焼性試験の結果を示す図である。 実施例1及び実施例7~9のW/O型エマルションの平均粒径の陰イオン界面活性剤量依存性を示す図である。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本願は、「W/O型エマルション」、該「W/O型エマルション」を有する燃料、該「W/O型エマルション」の製造方法などを提供する。以下、順に説明する。
<W/O型エマルション> 
 本願は、W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下であるW/O型エマルションを提供する。
 ここで、「50%平均粒径」とは、積算分布が0.5となるメディアン径をいう。
 また、「W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径」とは、次のことをいう。即ち、本願のW/O型エマルションは、図1に示すような構造を有する。図1は、一例として、本願のW/O型エマルションを、水とノニオン界面活性剤とを混合し、まずマイクロエマルションとし、その後、陰イオン界面活性剤をさらに混合し、ナノエマルションを形成することを示す図である。ここで、図1のナノエマルションは、中心に水粒子を有し、その外周に炭化水素鎖が配置されてなる。よって、「W/O型エマルションの水粒子」とは、図1のナノエマルションの中心に配置される水粒子である。したがって、「W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径」とは、図1で例示説明すると、ナノエマルションの中心に配置される水粒子についての、積算分布が0.5となるメディアン径をいう。
 本発明のW/O型エマルションは、a)水;b)油;c)HLB値が1~10、好ましくは3~8であるノニオン界面活性剤;及びd)陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種;を有し、又は、a)~d)のみから実質的になり、又はa)~d)のみからなる。
 HLB値が1~10、好ましくは3~8であるノニオン界面活性剤とは、ノニオン界面活性剤を1種のみ用いる場合には、その1種のみ用いるノニオン界面活性剤のHLB値が上記範囲にあることを意味する。なお、HLB値は、次式(1)のように定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 また、ノニオン界面活性剤を2種以上加える場合、用いる2種以上のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、該2種以上についてのHLB値の重量平均により求められる(次式(2)を参照のこと。式(2)中、Wはi番目のノニオン界面活性剤の重量;及びHLBはi番目のノニオン界面活性剤のHLB値;を示す)。本願の場合、このHLB値を、HLB値として用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、ノニオン界面活性剤として、2種(ノニオン界面活性剤A;及びノニオン界面活性剤B)を用いた場合、全体のHLB値は、式(2)から、式(3)のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 また、上記a)~d)は、以下の配合比であるのがよい。
 a)水:0重量%を越えて30重量%以下、好ましくは5~20重量%;
 b)油:100重量%未満70重量%以上、好ましくは95~80重量%;
 c)油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10、好ましくは3~8であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部、好ましくは10~20重量部;及び
 d)水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部、好ましくは0.5~20重量部。
 b)油は、ケロシン、ガソリン、軽油、重油(A重油、B重油及びC重油を含む)、アルコール、バイオ燃料及びエチルtert-ブチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはケロシン、軽油、A重油及びB重油からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはケロシン又は軽油であるのがよい。
 c)ノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル、アルキルグリコシド、ポリエチレングリコール、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、及びアルキルポリグルコシドからなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはポリオキシエチレングリコールであるのがよい。
 d)は、一態様として、陰イオン界面活性剤を有するか、陰イオン界面活性剤のみからなるのがよい。この場合、陰イオン界面活性剤は、脂肪酸塩(例えば、リノール酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム)、モノアルキル硫酸塩(例えば、ドデシルスルホン酸ナトリウム)、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩(例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム)、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)、モノアルキルリン酸塩(例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム)、及びスルホコハク酸型界面活性剤(エチル・ヘキシル・スルホコハク酸塩など)からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくは脂肪酸塩(例えば、リノール酸ナトリウム、好ましくはオレイン酸ナトリウム)、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、及びアルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種、より好ましくはモノアルキル硫酸塩であるのがよい。なお、塩として、ナトリウム塩、アンモニウム塩、カリウム塩などを挙げることができ、好ましくはナトリウム塩又はアンモニウム塩、より好ましくはナトリウム塩であるのがよい。
 d)は、一態様として、陽イオン界面活性剤を有するか、陽イオン界面活性剤のみからなるのがよい。この場合、陽イオン界面活性剤は、アルキルトリメチルアンモニウム塩(例えば、C1225-N(CH・Clなど)、ジアルキルジメチルアンモニウム塩(例えば、C1225-N(C17)(CH・Clなど)、及びアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩(例えば、デシルイソノニルジメチルアンモニウム塩)からなる群から選ばれる少なくとも1種、好ましくはアルキルトリメチルアンモニウム塩(例えば、C1225-N(CH・Cl)であるのがよい。
 d)は、一態様として、両性界面活性剤を有するか、両性界面活性剤のみからなるのがよい。この場合、両性界面活性剤は、アルキルジメチルアミンオキシド(例えば、C1225-(CHNOなど)、及びアルキルカルボキシベタイン(例えば、C1225-(CHCHCOOなど)からなる群から選ばれる少なくとも1種であるのがよい。
<燃料>
 本願は、i)上記W/O型エマルションを有する燃料;ii)上記W/O型エマルションのみからなる燃料;又はiii)上記W/O型エマルションのみから本質的になる燃料;を提供する。
 i)上記W/O型エマルションを有する燃料の場合、本願のW/O型エマルション以外に、アルコール(例えば、メタノール、エタノールなど)を含んでもよい。なお、W/O型エマルション以外に含んでも良い成分は、これらに限定されない。
  本願のW/O型エマルションは、例えば、次のような方法により製造することができる。即ち、
 i) a)水を準備する工程;
 ii) b)油を準備する工程;
 iii) c)ノニオン界面活性剤を準備する工程;
 iv) d)の界面活性剤を準備する工程;及び
 v) a)~d)を混合する工程;
を有することにより、上記W/O型エマルションを得ることができる。
 なお、ここで、a)水;b)油;c)ノニオン界面活性剤;及びd)の界面活性剤は、上述したものと同じ定義を有する。
 v)混合工程は、エマルション製造の際に用いられる種々の手法を用いることができる。例えば、機械乳化法、相転移法、転相乳化法、D相乳化法、ゲル乳化法などを用いることができるがこれらに限定されない。なお、エマルションを大量に製造するためには、機械乳化法のホモジェナイザー、対向衝突機、スクリュー式、超音波式などを用いるのが好ましい。
 v)混合工程は、上記i)~iv)で準備されるa)~d)を、逐次的に混合する方法、ひとまとめに混合する方法があり、どちらであっても、本願のエマルションを得ることができる。
 好ましくは、逐次的に混合する手法であり、
v-1) ii)工程の油;及びiii)工程のノニオン界面活性剤を混合し、
これとは別に、v-2) i)工程の水;及びiv)工程の界面活性剤を混合し、
v-3) v-1)工程で得られた混合物と、v-2)工程で得られた混合物とを混合する工程を有するのがよい。
 v-1)工程、v-2)工程及びv-3)工程は、いずれも、従来の混合手法を用いることができる。
 以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
 ケロシン850g(後述の水150gとケロシン850gとの合計を100重量%とした場合、ケロシン85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)136g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:10.6)34g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)により、6.12であった。
 A液とは別に、水150g(水150gとケロシン850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)15g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 レーザー式光散乱法(大塚電子社製LS-200F)により、W/Oナノエマルションの粒度分布を測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関しては、常温で60分2200Gの遠心分離機(KUBOTA社製4000型)にかけたところ、分離は生じなかった。また、常温で1年静置させても透明な状態であった。
 実施例1で用いたホモジナイザー(SMT Company社製PH91)の代わりに対向衝突機(環境革新工業株式会社製)を用いた以外、実施例1と同様の配合比で、A液とB液とを用いて、W/Oナノエマルションを調製した。
 得られたW/Oナノエマルションを着火燃焼性試験((株)フューエルテックジャパン社製燃料着火燃焼性試験装置FIA-100)で測定した。
 その結果を表1、及び図2に示す。図2の上のグラフにおいて、燃料着火燃焼性の試験を10回行ったことを示す。また、図2の上のグラフにおいて、横軸が時間(ms)、縦軸が圧力(bar)を示し、スタート及び燃焼後の圧力を示し、それらの平均値を求める図である。図2の下のグラフは、横軸が時間(ms)、縦軸が圧力/時間(bar/ms)を示し、図2の上のグラフを時間微分したものであり、燃焼効率を比較検討できる図である。なお、本実施例とは別に、実施例1で用いたホモジナイザー(SMT Company社製PH91)の代わりにブレンダー(ヤマト科学株式会社製HBB型)を用いた以外、実施例1と同様にして、W/Oナノエマルションが形成され、本実施例とほぼ同じ結果を得られることを確認した。
(比較例1)
 ケロシンのみからなる燃料について、着火燃焼性試験((株)フューエルテックジャパン社燃料着火燃焼性試験装置FIA-100)で測定した。
 その結果を表2、及び図3に示す。なお、図3の上下のグラフは、図2と同様である。
(比較例2)
 ノニオン界面活性剤DSK NL-15(同上)とDSK NL-50(同上)とを、重量比4:1で混合したものについて、着火燃焼性試験((株)フューエルテックジャパン社燃料着火燃焼性試験装置FIA-100)で測定した。
 その結果を表3、及び図4に示す。なお、図4の上下のグラフは、図2及び図3と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表1~3及び図2~4を見ると、実施例2のW/O型ナノエマルションは、着火がケロシンのみよりも早いことがわかる(ケロシンのみ:10.95ms;実施例2のW/O型ナノエマルション:7.75ms)。
 また、主燃焼期間(MCP)については、ケロシンのみよりも短く、かつノニオン界面活性剤のみよりも短いことがわかる(ケロシンのみ:7.34ms;ノニオン界面活性剤のみ:5.78ms;実施例2のW/O型ナノエマルション:5.23ms)。
 さらに、セタン価について、実施例2のW/O型ナノエマルションは、ケロシンよりも高いことがわかる(ケロシンのみ:41;実施例2のW/O型ナノエマルション:48.5)。
 これらのことから、実施例2のW/O型ナノエマルションは、良好な燃焼特性を有することがわかる。
 ケロシン900g(後述の水100gとケロシン900gとの合計を100重量%とした場合、ケロシン90重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(同上)144g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(同上)36g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)により、6.12であった。
 A液とは別に、水100g(水100gとケロシン900gとの合計を100重量%とした場合、水10重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)10g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 A液とB液とを、実施例1と同様の方法により混合し、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、W/Oナノエマルションの粒度分布を測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1年静置させても透明な状態であった。
 ケロシン800g(後述の水200gとケロシン800gとの合計を100重量%とした場合、ケロシン80重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(同上)128g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(同上)32g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)により、6.12であった。
 A液とは別に、水200g(水200gとケロシン800gとの合計を100重量%とした場合、水20重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)20g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 A液とB液とを、実施例1と同様の方法により混合し、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、W/Oナノエマルションの粒度分布を測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1年静置させても透明な状態であった。
<蒸気ボイラ試験>及び<白い紙上への黒色微粒子の色試験>
 比較例1のケロシンのみ、実施例3のW/O型ナノエマルション(水10%)、実施例2のW/O型ナノエマルション(水15%)、及び実施例4のW/O型ナノエマルション(水20%)について、蒸気ボイラ試験を行った。
 試験は、比較例1のケロシンのみ、実施例3のW/O型ナノエマルション(水10%)、実施例2のW/O型ナノエマルション(水15%)、及び実施例4のW/O型ナノエマルション(水20%)の順に、蒸気ボイラ試験機(小片鉄工株式会社製SF350-3)に投入し、燃焼させ、排ガスを適時、ガスクロマトグラフィ(島津製作所株式会社製GC)により定性及び定量分析を行った。
 その結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表4から、W/O型ナノエマルションの水の配合比が増加すると、燃焼温度(表4中の「排気温度」は、燃焼温度そのものを示していないが、「排気温度」が低ければ燃焼温度も低くなることを意味する)が低下するため、NOxは減少し、COも減少することが確認できた。
 白い紙上への黒色微粒子の色試験も、<蒸気ボイラ試験>と同時に行った。その結果、W/O型ナノエマルション(実施例2~4)の試験では、黒色微粒子はほとんど観察されなかった。一方、ケロシンのみ(比較例1)の場合には、若干の灰色となり、わずかな黒色微粒子が観察された。
 実施例1で用いた陰イオン界面活性、ドデシル硫酸ナトリウムの代わりに、スルホコハク酸ジオクチル・エステル(和光純薬株式会社製アエロゾル0T)を用いた以外、実施例1と同様の配合比で、且つ実施例1と同様にA液とB液とを混合する手法を用いて、無色透明な液体、W/Oナノエマルションを調製した。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
 実施例1で用いた陰イオン界面活性、ドデシル硫酸ナトリウム15gの代わりに、ドデシル硫酸ナトリウム7.5gとスルホコハク酸ジオクチル・エステル7.5gとを用い、かつA液とB液との混合をホモジナイザー(SMT Company社製PH91)の代わりに、攪拌機(IKA社製MS3)を用いた以外、実施例1と同様に、無色透明な液体、W/Oナノエマルションを調製した。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
(実施例7~9)
 実施例1と同様に、A液を準備した。
 また、実施例1のB液のドデシル硫酸ナトリウムの量:15gの代わりに、0.75g(水を100重量部として標準化した場合、0.5重量部)(実施例7)、4.2g(水を100重量部として標準化した場合、2.8重量部)(実施例8)、7.5g(水を100重量部として標準化した場合、5重量部)(実施例9)とした以外、実施例1と同様にB液を調製し、実施例1と同様に、A液とB液とを混合したところ、無色透明な液体、W/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、測定すると、図5の結果を得た(イオン性界面活性剤の量:10wt%は実施例1の結果)。図5から、実施例1及び実施例7~9の配合においては、陰イオン界面活性剤の量が少ないとエマルションの平均粒径が大となり、陰イオン界面活性剤の量が多いとエマルションの平均粒径が小となる傾向が観察された。
(実施例10)
 実施例1において、ノニオン界面活性剤DSK NL-50の代わりに、ノニオン界面活性剤DSK NL-40(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:9.5)を用いた以外、実施例1と同様な方法により、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)により、5.9であった。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
(実施例11)
 実施例10において、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウムの代わりに、陰イオン界面活性剤、オレイン酸ナトリウム(ナカライ社製)を用いた以外、実施例1と同様な方法により、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、実施例10と同様に、5.9であった。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約50nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
(実施例12)
 実施例3において、ドデシル硫酸ナトリウムの量を10gから20g(水を100重量部として標準化した場合、20重量部)へと変更した以外、実施例3と同様な方法により、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約8nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
(実施例13)
 実施例4において、ドデシル硫酸ナトリウムの量を20gから40g(水を100重量部として標準化した場合、20重量部)へと変更した以外、実施例4と同様な方法により、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約20nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。
(実施例14)
 ガソリン850g(後述の水150gとガソリン850gとの合計を100重量%とした場合、ガソリン85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)136g(ガソリンを100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:10.6)34g(ガソリンを100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)より、6.12であった。
 A液とは別に、水150g(水150gとガソリン850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)15g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布は、実施例1と同様な方法では、透過度が大きく、測定できなかった。しかし、得られたW/Oエマルションは、無色透明で相分離が起きていないので、水粒子の50%平均粒径は100nm以下であると推定される。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例15)
 ガソリン850g(後述の水150gとガソリン850gとの合計を100重量%とした場合、ガソリン85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)170g(ガソリンを100重量部として標準化した場合、20重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。
 A液とは別に、水150g(水150gとガソリン850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)10g、15g及び30g(水を100重量部として標準化した場合、それぞれ、7重量部、10重量部及び20重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、各々、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布は、実施例1と同様な方法では、透過度が大きく、測定できなかった。しかし、得られたW/Oエマルションは、無色透明で相分離が起きていないので、水粒子の50%平均粒径は100nm以下であると推定される。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例16)
 軽油850g(後述の水150gと軽油850gとの合計を100重量%とした場合、軽油85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)136g(軽油を100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:10.6)34g(軽油を100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)より、6.12であった。
 A液とは別に、水150g(水150gと軽油850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)15g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例17)
 軽油850g(後述の水150gと軽油850gとの合計を100重量%とした場合、軽油85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)170g(軽油を100重量部として標準化した場合、20重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。
 A液とは別に、水150g(水150gと軽油850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)2.5g及び7.5g(水を100重量部として標準化した場合、それぞれ1.7重量部及び5重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は、各々、約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例18)
 実施例17における「軽油」に代えて「A重油」を用いた以外、実施例17と同様に、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布を、実施例1と同様な方法により、測定すると、水粒子の50%平均粒径は、各々、約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例19)
 C重油850g(後述の水150gとC重油850gとの合計を100重量%とした場合、C重油85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)136g(C重油を100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:10.6)34g(C重油を100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)より、6.12であった。
 A液とは別に、水150g(水150gとC重油850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)15g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布は、実施例1と同様な方法では、透過度が小さく、測定できなかった。しかし、得られたW/Oエマルションは、無色透明で、安定性に関しての実施例1と同様な方法により、観察したところ、相分離が起きていないので、水粒子の50%平均粒径は100nm以下であると推定される。
 また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例20)
 C重油850g(後述の水150gとC重油850gとの合計を100重量%とした場合、ガソリン85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)170g(C重油を100重量部として標準化した場合、20重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。
 A液とは別に、水150g(水150gとC重油850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム(ナカライ社製)2.5g、10g及び15g(水を100重量部として標準化した場合、それぞれ1.7重量部、6.7重量部及び10重量部)を加えて攪拌し混合しB液とした。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 得られたW/Oナノエマルションの粒度分布は、実施例1と同様な方法では、透過度が小さく、測定できなかった。しかし、得られたW/Oエマルションは、無色透明で、安定性に関しての実施例1と同様な方法により、観察したところ、相分離が起きていないので、水粒子の50%平均粒径は100nm以下であると推定される。
 また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。
(実施例21)
 ケロシン850g(後述の水150gとケロシン850gとの合計を100重量%とした場合、ケロシン85重量%)の液に、ノニオン界面活性剤DSK NL-15(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:5.0、ポリオキシエチレン部分の平均分子量:2,900)136g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、16重量部)およびノニオン界面活性剤DSK NL-50(第一工業製薬社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:10.6)34g(ケロシンを100重量部として標準化した場合、4重量部)加えて攪拌し混合しA液とした。なお、A液中のノニオン界面活性剤の全体のHLB値は、上記式(2)により、6.12であった。
 A液とは別に、水150g(水150gとケロシン850gとの合計を100重量%とした場合、水15重量%)に、陰イオン界面活性剤、オレイン酸ナトリウム(ナカライ社製)15g(水を100重量部として標準化した場合、10重量部)を加えて攪拌し混合した。次に、オレイン酸ナトリウム水溶液を陽イオン交換膜を通して直流電界中に置くと、陽極側にオレイン酸イオンを含むアルカリ水溶液が得られ、これをB液とした。得られたB液は、ドデシル硫酸ナトリウム水溶液と比較して、硫黄Sがなく、Naイオンが少ない水溶液ができた。
 このA液とB液とをホモジナイザー(SMT Company社製PH91)で5分間攪拌すると、無色透明な液体、即ちW/Oナノエマルションを得た。
 実施例1と同様に、レーザー式光散乱法により、W/Oナノエマルションの粒度分布を測定すると、水粒子の50%平均粒径は約10nmであった。
 安定性に関して、実施例1と同様な方法により、観察したところ、分離は生じなかった。また、常温で1ヶ月静置させても透明な状態であった。

Claims (17)

  1.  a)水:0重量%を越えて30重量%以下;
     b)油:100重量%未満70重量%以上;
     c)前記油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部;及び
     d)前記水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部;
    を有するW/O型エマルションであって、
    該W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下であるW/O型エマルション。
  2.  前記W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が5~100nmである請求項1記載のW/O型エマルション。
  3.  前記b)油は、ケロシン、ガソリン、軽油、重油、アルコール、バイオ燃料及びエチルtert-ブチルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2記載のW/O型エマルション。
  4.  前記c)ノニオン界面活性剤が、ポリオキシエチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル、アルキルグリコシド、ポリエチレングリコール、及びポリビニルアルコールからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1~3のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  5.  前記d)が、陰イオン界面活性剤を有する請求項1~4のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  6.  前記d)が、陰イオン界面活性剤のみからなる請求項1~4のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  7.  前記陰イオン界面活性剤が、脂肪酸塩、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩、及びスルホコハク酸型界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1~6のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  8.  前記d)が、陽イオン界面活性剤を有する請求項1~5及び7のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  9.  前記d)が、陽イオン界面活性剤のみからなる請求項1~4のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  10.  前記陽イオン界面活性剤が、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、及びアルキルベンジルジメチルアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1~5及び7~9のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  11.  前記d)が、両性界面活性剤を有する請求項1~5、7、8及び10のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  12.  前記d)が、両性界面活性剤のみからなる請求項1~4のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  13.  前記両性界面活性剤が、アルキルジメチルアミンオキシド、及びアルキルカルボキシベタインからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1~5、7、8、及び10~12のいずれか1項記載のW/O型エマルション。
  14.  請求項1~13のいずれか1項記載のW/O型エマルションを有する燃料。
  15.  請求項1~13のいずれか1項記載のW/O型エマルションのみからなる燃料。
  16.  a)水:0重量%を越えて30重量%以下;
     b)油:100重量%未満70重量%以上;
     c)前記油を100重量部として標準化した場合、HLB値が1~10であるノニオン界面活性剤を少なくとも1種:1~30重量部;及び
     d)前記水を100重量部として標準化した場合、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種:0.1~30重量部;
    を有するW/O型エマルションであって、
    該W/O型エマルションの水粒子の50%平均粒径が100nm以下であるW/O型エマルションの製造方法であって、
     i)前記a)水を準備する工程;
     ii)前記b)油を準備する工程;
     iii)前記c)ノニオン界面活性剤を準備する工程;
     iv)前記d)の界面活性剤を準備する工程;及び
     v)前記a)~d)を混合する工程;
    を有することにより、上記W/O型エマルションを得る、上記方法。
  17.  前記v)混合工程において、
    v-1)前記ii)工程の油;及び前記iii)工程のノニオン界面活性剤を混合し、
    これとは別に、v-2)前記i)工程の水;及び前記iv)工程の界面活性剤を混合し、
    v-3) 前記v-1)工程で得られた混合物と、前記v-2)工程で得られた混合物とを混合する工程を有する請求項16記載の方法。
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